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生产计划数据

生产计划数据分析主要对产品利润数据库、设备能力数据库、产品工艺路线数据库,通过不同数据库与产品有关的数据的修改达到最佳的生产计划优化。建立多个数据库,根据预定的逻辑模型来处理关联数据。优化模型工作的一个很重要任务就是利用现有的条件规划出各种“最优”方案为现代生产计划和管理工作中的经济利益预估服务。这里通过作出的求极限值的模型被称为优化模型。优化模型在现代企业管理中有很多的应用,如物流、生产计划、原材料采购、劳动力的分配、广告促销、运输、成本控制、项目择优、信贷投放、企业的资产负债情况等方面的分析都可以用线性规划来解决。  基于优化模型在多方面的实际应用,尤其是企业生产管理者都应在这方面有着坚实的基础,因为指导企业家提高企业的生产效率,使企业获得最大的利益以便更好的适应市场激烈的竞争。

企业生产计划系统通常由长期计划、中期计划、短期计划三个层次组成。长期计划

属于战略性计划,存在众多不确定性因素,因此目前生产计划数据分析的主要方向是中短期计划,包括综合生产计划、主生产计划和生产作业计划。

综合生产计划根据企业内部生产能力和外部市场需求预测,在较长的计划期内,确定生产、库存和劳动力水平,达到成本最小或利润最大。主生产计划是综合生产计划的细分,在企业生产中起着承上启下的作用,主要任务是安排计划期内产品的生产数量和生产时间,将综合生产计划转化为详细的可操作的产品出产进度计划。生产作业计划具体落实主生产计划的安排,主要任务是在更短的时间内,安排生产活动,规定产品数量、加工顺序、进度,以及与此有关的物料需求与供应、设备和人员的配备等,满足市场需求。


生产计划分析涉及企业的生产、销售、采购等活动,影响的因素很多。目前数据分析的因素主要有以下几个方面:

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生产计划数据分析的模型综述:

- 不同要素的生产计划分析

生产计划分析涉及到很多要素,根据企业实际情况的不同,考虑不同的要素、要素的不同情况或者多种要素的组合,可以有各种不同的生产计划分析。


(1)考虑能力因素的计划分析

根据能力因素的不同,有无能力约束的生产计划分析、能力约束的生产计划分析和

可变能力的生产计划分析。对于可变能力的生产计划分析,考虑在较长计划期内,设备

生产能力不是固定不变的。可以通过以下策略调节生产能力:聘用或解聘劳动力;加班

或减少工作时间;购买设备或关停部分设备;外协或转包。建立了一个考虑正常班次、加班生产、外协加工三种不同生产能力以及不同生产成本情况下的生产计划模型。考虑企业具有一定能力的加班,以最小化库存成本与加班惩韧费用为优化目标,建立生产批次计划模型, 并采用基于参数线性规划方法和启发式方法的分级混合算法求解。

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(2) 分布式多工厂生产计划分析

随着企业规模的不断壮大,形成了制造工厂和销售点分布多个不同地点的大型企业,该类企业生产计划分析把分布在各地的制造工厂和销售点联成一个整体,考虑产品需求来源于不同地点以及不同地点的产品运输时间和运输成本不同等因素,从企业全局出发,寻求生产成本、运输费用以及提前/拖期惩罚费用最小的生产计划方案。该分析的重点是考虑各工厂节点的供需协作计划。一个分布式多工厂的单件制造企业生产计划分析,在模型中同时考虑了交货期下的提前/拖期惩罚,以实现最小化提前/拖期惩罚费用、生产成本以及产品运输费用之和为目标, 建立了一个0-1 线性规划模型,并利用分支定界法得到了生产计划方案,考虑了多工厂与多仓库环境下的有限资源生产计划分析,当某一工厂生产产品数盘无法满足订单时,可以通过其他仓库运输产品满足该订单,当所有仓库都无法满足产品订单时, 可以通过转包解决。

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(3)虚拟企业生产计划分析

由于企业外部市场的快速变化以及顾客的需求趋向多样化和个性化,单个企业仅仅依靠自身内部资源的整合己难以满足快速变化的市场需求分析,因此改变企业组织和管理模式以适应市场变化显得十分重要。虚拟企业( Virtual Enterprise) 正是为了迎合快速变化的市场机遇出现的一种新的企业组织和管理模式。虚拟企业是各个具有核心能力的合作伙伴基于市场机遇临时组建的。在组建虚拟企业时,核心企业通常根据所需核心资源情况粗略地将产品生产分解成若干个生产任务;然后通过招标方式为每个生产任务寻找合适的合作伙伴,并签订协议,究成任务分配,当每项招标任务都找到合适的合作伙伴后,就建立了虚拟企业。

虚拟企业生产计划分析涉及以下几个方面:核心企业将初步制定的生产计划分解为若干生产任务:合作伙伴通过招标方式获得生产任务,根据企业自身生产状况制定相应的生产计划,然后反馈核心企业:核心企业再将各个任务的生产计划综合集成为虚拟企业的总体生产计划。

 

(4) 考虑节能减排因素的生产计划分析

当前,国家对企业节能减排工作十分重视,企业也从单纯追求经济利通最大,逐步综合考虑经济、杜会、资源和环境的可持续发展。目前在节能减排方面的研究主要集中在调整工艺流程和提高设备性能方面,通过优化企业生产计划与调度降低产品单位能耗和减少排放的研究较少。综合考虑经济、社会、资源和环境的可持续发展的流程工业生产计划层次方法,采用目标规划法协调各目标间相互关联、甚至相互冲突的关系,通过使各目标与期望值的偏差最小化来寻求各目标的最大满足程度。在工业生产计划线性规划模型基础上,考虑了副产物、排放因素,形成了一个非线性优化模型,最后通过ASPENPLUS 模拟仿真系统求解。

 

- 不确定性生产计划分析

不确定性生产计划分析的研究是目前的一个研究热点。在企业的经营和生产过程中,存在各种各样的不确定因素,如产品的产量、原材料的价格、劳动力因素、每一道生产工序中产品的处理量、处理时间、中问存储单元的存储量、中间产品的稳定存放时间等都可能发生变化:生产中原材料或能源的暂时短缺也是不确定因素:另外,生产过程中往往会发生一些事先无法预料的突发事件,如生产设备的损坏、仪器仪表的故障、操作工的误操作等,同样是不确定因索。


对于生产计划分析中出现的不确定因素,主要有两种方法处理:

(1)采用一定的概率分布表示不确定信息,建立基于概率论理论的生产计划随机优化模型,然后转换成确定型数学模型,用传统的优化方法求解。

(2) 采用模糊数表示模糊性信息,借助模糊集理论和模糊优化技术求解模糊生产计划模型。

产品需求服从正态分布的生产计划分析,随机产品需求的生产计划分析,建立了同时考虑随机生产和随机需求的生产计划模型。]建立了一个面向产能柔性的鲸合生产计划模型,产能柔性是指企业能否按照市场需求的变化快速的从一种产品变换成另一种产品或者增加、减少产量的能力,产能柔性提出的熏要原因是针对产品需求的不确定。带交货期的生产计划分析。


- 集成化的生产计划与调度分析

在企业生产系统中,生产计划与调度相辅相成,紧密联系在一起。片面建视生产计划而忽略生产调度,会使计划制定的生产任务无法在车间得到具体执行:片面重视生产调度而忽略生产计划,也会使得企业对内部生产环境、外部市场情况以及企业发展目标等缺少宏观把握。

生产计划与调度体系具有天然的层次性,在生产体系中,企业计划系统一般由综合生产计划、主生产计划、物料需求计划和生产作业计划四部分组成。

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生产计划部门收到客户订单,根据辑户订单、需求预测和历史数据,首先制定企业的综合生产计划,主要包括一年中每月各种产品的生产、销售和库存水平。然后,在综合生产计划确定的生产和库存水平总体决策下,将计划分解为详细的主生产计划,制定整个计划期间(月〉某个特定时段〈周〉最终产品的生产数最和库存水平。最后,根据主生产计划安排,进行调度,将每周的生产任务在各工序进行作业排序和机器指派,同时对生产过程中的动态事件,如机器故障、订单变动、新订单到达、交货期改变,以及原材料短缺簿,进行动态调度。

企业生产计划系统具有的这种层次性,启发了学者研究生产计划与调度的方法。在80 年代就有层次化的生产计划(Hierarchical Production Planning, HPP) 模型,并采用层次分解方法求解。这种方法将一个生产计划分析按照产品种类、时间、工序等分解为一系列的子分析,然后分别求解这子分析,再以某种协调方式将这些子分析的结果综合为原分析的解。这种方法割裂了生产计划与调度的联系,主要存在两个分析:

(1)由于在计划模型中忽略了生产过程中的一些瓶颈资源能力,以及设备的调整时间、调整费用等因素,使得生产计划得到的最优结果不一定存在一个可行的调度方案

(2) 为了获得一个可行的调度解预留了部分资源,然生产计划得到的最优结果有可行的调度方案,但该调度方案并不一定充分利用了资源以及设备的生产能力。